2つの新規な新熱帯霊長類パピローマウイルスの特徴は、古代の種内多様性モデルを支持するものである

The characterization of two novel neotropical primate papillomaviruses supports the ancient within-species diversity model.

• Mirela D'arc
• Filipe R R Moreira
• Cecilia A Dias
• Antonizete R Souza
• Héctor N Seuánez
• Marcelo A Soares
• Maria C H Tavares
• André F A Santos

抄録

パピローマウイルス(PV)は、約8,000塩基対(bp)の円形二本鎖DNAゲノムを持つ非発生性の正20面体ウイルスです。現在までに、ヒトにおいて200種類以上の異なるPV型が同定されており、5つの属に分布しており、いくつかの株は癌の発生に関連しています。脊椎動物に広く分布しているが、新熱帯霊長類（NP）のPV感染は2016年に初めてのみ記載された。現在、NP PVの完全ゲノムは4つあり、そのうち3つは(SscPV1～SscPV3)から、1つは(AgPV1)からのものである。本研究では、ブラジリア霊長類センターに居住する動物からの肛門スワブサンプルと次世代シークエンシングを用いて、感染する2つの新規PV株（仮称：CpenPV1とCpenPV2）を記述する。CpenPV1（7,288bp；グアニン-シトシン含量41.5% GC）とCpenPV2（7,250bp；40.7% GC）のゲノムには、初期（E6、E7、E1、E2、E4）と後期（L2、L1）のPV遺伝子の特徴的なオープンリーディングフレーム（ORF）が含まれている。系統識別に一般的に使用されているL1 ORFは、互いに76％の類似性を共有し、他の既知のPVとは32％の違いがあり、これらの新しい株は新種を定義するための基準を満たしていることを示しています。PV 遺伝子の系統的分散を解析したところ、飽和度の違いによってトポロジカルな不均一性が類似していることが明らかになり、飽和がこの現象の主要な病因ではないことが明らかになった。興味深いことに、2つのCpenPV株は同属内で単系統のクラッドを形成している（仮称）。これまで、人間のPVを含む旧世界霊長類（OWP）のPVのみからなると考えられてきた属にNP PV株がグループ化されたのは初めての報告である。これらの結果は、約4000万年前にOWPとNPが分裂する前にすでに感染していた霊長類の共通の祖先が存在していたことを確認するものである。最後に、我々の発見は、古代の種内多様性モデルと一致しており、PV-霊長類のコディバージェンス動態と病原性の可能性を理解するためには、サンプリングを増やすことが重要であることを強調している。

Papillomaviruses (PVs) are non-enveloped icosahedral viruses with a circular double-stranded DNA genome of ∼8,000 base pairs (bp). More than 200 different PV types have been identified to date in humans, which are distributed in five genera, with several strains associated with cancer development. Although widely distributed in vertebrates, Neotropical Primates (NP) PV infection was described for the first time only in 2016. Currently, four complete genomes of NP PVs have been characterized, three from (SscPV1 to SscPV3) and one from (AgPV1). In this work, we describe two novel PV strains infecting (provisionally named CpenPV1 and CpenPV2), using anal swab samples from animals residing at the Brasilia Primatology Center and next generation sequencing. The genomes of CpenPV1 (7,288 bp; 41.5% guanine-cytosine content - GC) and CpenPV2 (7,250 bp; 40.7% GC) contain the characteristic open reading frames (ORFs) for the early (E6, E7, E1, E2, and E4) and late (L2 and L1) PV genes. The L1 ORFs, commonly used for phylogenetic identification, share 76 per cent similarity with each other and differ 32 per cent from any other known PV, indicating that these new strains meet the criteria for defining novel species. PV genes phylogenetic variance was analyzed and different degrees of saturation revealed similar levels of topological heterogeneity, ruling out saturation as primary etiological factor for this phenomenon. Interestingly, the two CpenPV strains form a monophyletic clade within the genus (provisionally named ). Unlike for other NP PV strains, which grouped into a new sister genus of , this is the first report of NP PV strains grouping into a genus previously considered to exclusively comprise Old World Primates (OWP) PVs, including human PVs. These findings confirm the existence of a common ancestor for already infecting primates before the split of OWP and NP at ∼40 million years ago. Finally, our findings are consistent with an ancient within-species diversity model and emphasize the importance of increasing sampling to help understanding the PV-primate codivergence dynamics and pathogenic potential.

© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press.